(57)【要約】  インプリントリソグラフィによるパターニングの方法、インプリントリソグラフィのためのスタンプ、ロールツーロール基板処理装置のインプリントローラ、及び基板処理装置について説明される。方法は、基板上に０．３Ｐａ・ｓ以上の粘度、具体的には１．５Ｐａ・ｓ以上の粘度を有する導電性ペーストの層を提供すること、導電性ペーストの層にスタンプをインプリントして、導電性ペーストのパターニングされた層を生成すること、パターニングされた層を完全に又は部分的に硬化すること、並びに、パターニングされた層からスタンプを分離することを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリントリソグラフィによるパターニングの方法であって、
基板上に１．５Ｐａ・ｓ以上の粘度を有する導電性ペーストの層を提供すること、
前記導電性ペーストの前記層にスタンプをインプリントして、前記導電性ペーストのパターニングされた層を生成すること、
前記パターニングされた層を完全に又は部分的に硬化すること、並びに、
前記パターニングされた層から前記スタンプを分離すること、を含む方法。
【請求項２】
前記導電性ペーストは、１００Ｐａ・ｓ以上の粘度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スタンプは前記パターンを生成するための複数の特徴を有し、前記特徴の少なくとも１０％は前記導電性ペーストの前記層の厚さよりも大きな特徴深さを有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記特徴深さは前記導電性ペーストと前記スタンプとの間に中空の空間をもたらす、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記特徴の少なくとも１０％はそれぞれ、前記パターニングされた層を完全に又は部分的に硬化することによって生成されるガスのガス圧を低減するように構成された開口部を有する、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記中空の空間のガス圧を低減するように構成された開口部が設けられる、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記ガス圧は、前記パターニングされた層からの前記スタンプの分離を支援する力を生成する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
インプリントリソグラフィのためのスタンプであって、
ベース本体、及び、
層に前記スタンプをインプリントしてパターンを生成するための複数の特徴を備え、前記複数の特徴は前記ベース本体によって支持され、前記複数の特徴の少なくとも１０％は、インプリントリソグラフィ中に中空の空間を生成するため、１．５以上、具体的には５以上のＤ／Ｗ比をもたらす特徴幅Ｗと特徴深さＤを有する、スタンプ。
【請求項９】
前記中空の空間との間でガスの流出入を可能にするように構成された前記ベース本体の複数の開口部を更に備える、請求項８に記載のスタンプ。
【請求項１０】
前記複数の特徴は、側面、底面及び上面を備え、前記側面、前記底面及び前記上面のうちの少なくとも１つは被覆材によって被覆される、請求項８又は９に記載のスタンプ。
【請求項１１】
ロールツーロール基板処理装置のインプリントローラであって、
請求項８から１０のいずれか一項に記載のスタンプを備え、前記インプリントローラの表面に前記複数の特徴が提供される、インプリントローラ。
【請求項１２】
請求項８から１０のいずれか一項に記載のスタンプを備える、基板処理装置。
【請求項１３】
前記スタンプはロールツーロール処理のために構成されたローラの表面に提供される、請求項１２に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記層に前記スタンプをインプリントする間に前記層を硬化するように構成された発光ユニット及び加熱ユニットからなる群から選択された硬化ユニットを更に備える、請求項１２又は１３に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］  本開示の実施形態はインプリントリソグラフィに関し、具体的には導電性材料のインプリントリソグラフィに関する。本開示の実施形態は具体的には、導電性ペーストのインプリントリソグラフィ、インプリントリソグラフィのためのスタンプ、並びに、本方法を利用する装置及び本スタンプを利用する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］  薄膜のパターニングは、例えば、マイクロエレクトロニクスデバイス、光電子デバイス、又は光学装置の製造などの複数の応用に要求されている。光リソグラフィ技術は、デバイス内の薄膜のパターニングに使用されうる。しかしながら、光リソグラフィ技術は高価になること、及び／又は、特に大きなサイズを有する基板上では限界に達することがある。
【０００３】
［０００３］  特にロールツーロール処理に関しては、高価なフォトリソグラフィを使用せずに、従来の技術を用いると、小さな特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）サイズの製造には限界がある。スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷などの印刷技術は、例えば、特徴サイズが１０μｍを超えるサイズに限定されているため、十分に小さいとは言えない。
【０００４】
［０００４］  加えて、インプリントリソグラフィプロセスはシートツーシートプロセスに有効である。インプリントリソグラフィは、デバイスにパターニングされた構造を提供するため、薄膜をパターニングする比較的安価なプロセスを提供しうる。
【０００５】
［０００５］  導電性の特徴、すなわち、導電性材料から作られた特徴は、電子デバイス、マイクロエレクトロニクスデバイス、光電子デバイスおよび光学装置に利用されうる。
【０００６】
［０００６］  導電性の特徴の製造の改良は有用である。
【発明の概要】
【０００７】
［０００７］  上記に照らして、インプリントリソグラフィによるパターニングの方法、インプリントリソグラフィのためのスタンプ、ロールツーロール基板処理装置のインプリントローラ、及び基板処理装置が提供される。本開示の更なる態様、利点、及び特徴は、従属請求項、明細書、及び添付の図面から明らかである。
【０００８】
［０００８］  一実施形態によれば、インプリントリソグラフィによるパターニングの方法が提供される。方法は、基板上に０．３Ｐａ・ｓ以上の粘度、具体的には１．５Ｐａ・ｓ以上の粘度を有する導電性ペーストの層を提供すること、導電性ペーストの層にスタンプをインプリントして、導電性ペーストのパターニングされた層を生成すること、パターニングされた層を完全に又は部分的に硬化すること、並びに、パターニングされた層からスタンプを分離することを含む。
【０００９】
［０００９］  更なる実施形態によれば、インプリントリソグラフィのためのスタンプが提供される。スタンプは、ベース本体、及び、層にスタンプをインプリントしてパターンを生成するための複数の特徴を含み、複数の特徴はベース本体によって支持され、複数の特徴の少なくとも１０％は、インプリントリソグラフィ中に中空の空間を生成するため、１．５以上、具体的には５以上のＤ／Ｗ比をもたらす特徴の幅Ｗと特徴の深さＤを有する。
【００１０】
［００１０］  更なる実施形態によれば、ロールツーロール基板処理装置のインプリントローラが提供される。インプリントローラはスタンプを含む。スタンプは、ベース本体、及び、層にスタンプをインプリントしてパターンを生成するための複数の特徴を含み、複数の特徴はベース本体によって支持され、複数の特徴の少なくとも１０％は、インプリントリソグラフィ中に中空の空間を生成するため、１．５以上、具体的には５以上のＤ／Ｗ比をもたらす特徴の幅Ｗと特徴の深さＤを有し、複数の特徴はローラの表面上にもたらされる。
【００１１】
［００１１］  更なる実施形態によれば、基板処理装置が提供される。装置はスタンプを含む。スタンプは、ベース本体、及び、層にスタンプをインプリントしてパターンを生成するための複数の特徴を含み、複数の特徴はベース本体によって支持され、複数の特徴の少なくとも１０％は、インプリントリソグラフィ中に中空の空間を生成するため、１．５以上、具体的には５以上のＤ／Ｗ比をもたらす特徴の幅Ｗと特徴の深さＤを有する。
【００１２】
［００１２］  上記で簡潔に要約され、以下でより詳細に説明される本開示の実施形態は、添付の図面に示した本開示の例示的な実施形態を参照することにより、理解することができる。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態を許容しうることから、添付の図面は、この開示の典型的な実施形態のみを例示しており、従って、範囲を限定していると見なされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本開示の実施形態による基板上の薄膜のインプリントリソグラフィのプロセス、及び、本開示の実施形態によるインプリントリソグラフィのためのスタンプの利用を示す。
【図１Ｂ】本開示の実施形態による基板上の薄膜のインプリントリソグラフィのプロセス、及び、本開示の実施形態によるインプリントリソグラフィのためのスタンプの利用を示す。
【図２】本開示によるインプリントリソグラフィのためのスタンプを示す。
【図３】本開示によるインプリントリソグラフィのための更なるスタンプを示す。
【図４Ａ】本開示の実施形態による基板上の薄膜のインプリントリソグラフィのプロセスを示す。
【図４Ｂ】本開示の実施形態による基板上の薄膜のインプリントリソグラフィのプロセスを示す。
【図５】本書に記載の実施形態で使用される、金属ペースト層内にパターンを設けるための装置の概略図である。
【図６】インプリントリソグラフィの方法を説明するフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［００１９］  理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。一実施形態の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれうると考えられている。
【００１５】
［００２０］  本開示の別の実施形態は、インプリントリソグラフィによるパターニングの方法を提供する。方法は、基板上に１．５Ｐａ・ｓ以上の粘度を有する導電性ペーストの層を提供すること、導電性ペーストの層にスタンプをインプリントして、導電性ペーストのパターニングされた層を生成すること、パターニングされた層を完全に又は部分的に硬化すること、並びに、パターニングされた層からスタンプを分離することを含む。本開示の実施形態は更に、インプリントリソグラフィのためのスタンプを提供及び／又は利用する。スタンプは、ベース本体、及び、層にスタンプをインプリントしてパターンを生成するための複数の特徴を含み、複数の特徴はベース本体によって支持され、複数の特徴の少なくとも１０％は、インプリントリソグラフィ中に中空の空間を生成するため、１．５以上、具体的には５以上のＤ／Ｗ比をもたらす特徴の幅Ｗと特徴の深さＤを有する。
【００１６】
［００２１］  ロールツーロール（Ｒ２Ｒ）インプリントリソグラフィは、約１μｍ以下の分解能で、例えば、サブミクロン分解能で、特徴サイズを実現することができる。したがって、インプリントリソグラフィを利用する本開示による実施形態は、フレキシブル基板上に小さな特徴の製造を可能にしうる。
【００１７】
［００２２］  幾何形状のインプリントには２つのモードがある。膜は堆積させて、インプリントすることが可能である。インプリントされた材料は、その後のエッチングでエッチングマスクとして機能しうる。代替的に、膜は堆積させて、インプリントすることが可能である。インプリントされた材料、例えば、レジスト材料は製品の永続的な部分となりえ、堆積膜を形成する。本開示の実施形態に利用可能なインプリントリソグラフィは、スタンプで材料層をインプリントすることによって、膜を所望の又は所定の形にパターニングしうる。
【００１８】
［００２３］  本開示に記載の実施形態によれば、インプリントリソグラフィはＲ２Ｒプロセスに特に有利になりうる。Ｒ２Ｒプロセスは、膜の堆積時及びパターニングされた膜の製造時に、高い生産性を可能にする。例えば、薄膜などの膜、すなわち、数ナノメートルから数十ミクロンの厚さを有する材料層は、Ｒ２Ｒプロセスで堆積され、パターニングされうる。薄膜は、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＣＯＰ、ＰＩ、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）及び他の同様の基板などのプラスチック基板上に提供されうる。
【００１９】
［００２４］  本開示の更なる実施形態によれば、薄膜の堆積及びパターニングはまた、コーニング・ウィロー・ガラスのような金属又は薄いガラス基板に適用されうる。例えば、薄膜はシートツーシートプロセスで製造されうる。これは、ガラスキャリアに接着されたガラス基板又はプラスチック基板に適用されうる。更なる実施形態は、例えば、プリント基板（ＰＣＢ）製造で使用される金属基板、有機基板、ガラスコンポジット基板、例えば、集積回路（ＩＣ）パッケージングで使用されるＡＢＦ（味の素ビルドアップ膜）、及び他のリジッド基板を対象にしうる。
【００２０】
［００２５］  図１Ａ及び図１Ｂは、インプリントリソグラフィによるパターニングの方法、及びインプリントリソグラフィに利用されるスタンプ１１０を示す。導電性ペーストの層１０２は、基板１００の上に提供される。本開示の実施形態によれば、導電性ペーストは１．５Ｐａ・ｓ以上の粘性を有する。本書に記載の他の実施形態と組み合わされうる本開示の幾つかの実施形態によれば、導電性ペーストは連結ペースト（ｃｏｕｐｌｅ  ｐａｓｔｅ）又は銀ペーストになりうる。
【００２１】
［００２６］  図１Ｂに示したように、パターニングされた層１０４にパターンを生成するため、スタンプ１１０は導電性ペーストの層１０２にインプリントされる（押し付けられる）。スタンプ１１０は、ベース本体１１２と複数の特徴１１４とを含む。スタンプの特徴は、例えば、スタンプ１１０の凹部によって形成されうる。スタンプの凹部はパターニングされた層１０４の突起になる。スタンプの特徴に対応するパターニングされた層の突起は、パターニングされた特徴と称されうる。
【００２２】
［００２７］  スタンプ１１０の各特徴１１４は、特徴の幅Ｗ及び特徴の深さＤを有する。スタンプの特徴は、底面１２１、側面１２３、及び一又は複数の隣接上面１２２によって形成される。例示的に、図１Ａはスタンプ１１０の断面を示し、特徴の幅Ｗが示されている。本開示の実施形態によれば、特徴はまた、図１Ａの紙面とは平行でない方向に、例えば、図１Ａに示した特徴の幅Ｗに垂直な方向に、第２の特徴の幅Ｗ’を有する。
【００２３】
［００２８］  本開示の実施形態によれば、側面、底面及び上面を備える複数の特徴が提供されうる。例えば、各特徴は一又は複数の側面、底面を含み、上面によって囲まれうる。マルチレベルスタンプは更に、２つ以上の底面を含みうる。本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、側面、底面及び上面のうちの少なくとも１つは被覆材で被覆（コーティング）される。
【００２４】
［００２９］  幾つかの実施形態によれば、スタンプ１１０の複数の特徴１１４は同じ特徴の幅及び同じ特徴の深さを有しうる。追加的に又は代替的に、スタンプの異なる特徴は異なる特徴形状寸法、すなわち、異なる特徴の幅及び異なる特徴の深さを有しうる。なお更に、異なるサイズの２つ以上の特徴は、反復パターンを形成するため、反復的な方法で互いに隣り合うように配置されうる。
【００２５】
［００３０］  本開示の幾つかの実施形態によれば、パターニングされた特徴は、ライン、ポール、トレンチ、孔、円、正方形、長方形、三角形、その他の多角形、ピラミッド形、プラトー、及びこれらの組み合わせ又はアレイからなる群から選択されうる。一般的に、パターニングされた特徴は、回路製造に使用される形状を含みうる。スタンプの特徴は対応する形状寸法を有し、突起は凹部に対応し、その逆も可能である。パターニングされた特徴は、回路内の導電線を製造するためのマスクを含みうる。
【００２６】
［００３１］  本開示の幾つかの実施形態によれば、インプリントリソグラフィによるパターニングの方法は、ワイヤグリッド偏光子の製造に利用され、例えば、配線はパターニングされた特徴として提供される。例えば、配線は１００ｎｍ以下のハーフページ（ｈａｌｆ  ｐａｇｅ）、例えば、５０ｎｍから１００ｎｍを有しうる。
【００２７】
［００３２］  図１Ｂに示したように、スタンプ１１０及び基板１００は互いに取り外され、その結果、パターニングされた層１０４を形成するように、導電性ペーストの層１０２がインプリントされる。例えば、スタンプ１１０は基板に接触するまで下降されてよく、すなわち、基板に対して動かされてよい。代替的に、基板１００がスタンプ１１０に対して動かされてもよい。なお更なる選択肢として、導電性材料の層１０２にスタンプ１１０をインプリントするため、基板１００とスタンプ１１０の両方が動かされてもよい。
【００２８】
［００３３］  本開示の幾つかの実施形態によれば、図５に関して例示的に説明されているように、スタンプ１１０はインプリントローラの一部であってよく、或いは、スタンプはローラに取り付け可能であってよく、これによりインプリンティングはＲ２Ｒプロセス中に実行されうる。Ｒ２Ｒプロセス中のインプリントリソグラフィに関しては、ローラは回転軸の周りに回転してよく、基板はローターの表面、例えば、円筒面上を移動する。例えば、基板の移送速度ｖは、公式ｖ＝ｒ・ｗに従うローラの角速度ｗに対応しうる。ここで、Ｒはローラの半径である。すなわち、基板の移送速度は、半径方向に交差する方向の速度、すなわち、ローラの接線速度と同様になる。
【００２９】
［００３４］  本開示の幾つかの実施形態によれば、インプリントリソグラフィプロセスはまた、自己整合型インプリントリソグラフィ（ＳＡＩＬ）プロセスになりうる。ＳＡＩＬプロセス、すなわち、マルチレベルインプリントリソグラフィプロセスに関しては、スタンプの凹部は、特徴の異なる部分に２つ以上の特徴深さを有しうる。これは薄膜にパターンを生成するのに非常に効率的になりうる。したがって、ＳＡＩＬプロセスはマルチレベルスタンプを含む。インプリントリソグラフィプロセス（例えば、ＳＡＩＬプロセス）による接続配線などの配線の製造は、幅が狭く、線間距離が短い配線が可能になる。
【００３０】
［００３５］  本開示による、図１Ａ及び図１Ｂに例示的に示された実施形態によれば、層１０２を形成するため、基板１００上に導電性ペーストが提供される。導電性ペーストは、所望の構造を形成するスタンプ１１０によってインプリントされる。導電性材料は、例えば、ＵＶ光などの光、熱によって硬化される。硬化は、インプリントスタンプが基板から取り外す又は分離する前に、完全に或いは部分的に行われうる。例えば、硬化は、完全でないこともあるが、インプリントされた構造を損傷することなく、押し付けられたスタンプを分離することができるように、十分な構造的安定性をもたらす。
【００３１】
［００３６］  導電性材料を完全に硬化するため、導電性材料はその後硬化されてもよい。スタンプの一又は複数の上面１２２に対応するスタンプ１１０の一部で、基板の上に残存材料が残っている場合には、残存材料を取り除くため、エッチングプロセスが提供されうる。例えば、パターン構造体間の手続き（ｐｒｏｃｅｄｕｒａｌ）の導電性ペーストを取り除くため、軽いエッチングが行われうる。このエッチングは湿式エッチング又は乾式エッチングになりうる。
【００３２】
［００３７］  本書に記載の実施形態は、スタンプによって直接インプリントされる、基板上にパターニングされた層と称される。すなわち、パターニングされた層は、製品の永続的な部分を形成し、また、製造されたデバイスの層スタックの一部になる堆積膜を形成する。本開示の実施形態によれば、パターニングされた層１０４は、デバイス内の機能的な層を形成する。導電性ペーストは硬化されてデバイスの導電性の構造を形成し、例えば、その後のエッチング処理で除去されることはない。
【００３３】
［００３８］  本開示の別の態様によれば、中空の空間２１４は、スタンプの一又は複数の上面１２２に対応するスタンプの一部に残ったフォトレジスト又は導電性ペースト材料の残存層を薄くすることができる。一方、スタンプが導電性ペーストをインプリントするときに置き換えられる空気と、例えば放出しうるガスを両方収容する中空の空間を提供するだけの十分に大きな特徴の深さを有しないスタンプは、結果的に残存材料が過剰になり、その場合、導電性ペーストの層１０２は厚くなりやすい。本開示によるスタンプは、基板上での材料の受容を減らす、或いは、全くなくす結果となる。
【００３４】
［００３９］  図２は、本開示の実施形態によるスタンプ１１０を説明する別の実施形態を示す。スタンプ１１０はベース本体１１２と特徴１１４を含む。特徴は、幅Ｗ（及び、１つの断面図、すなわち、図２には示されていない更なる幅Ｗ’）及び深さＤを有する。図２に示したように、スタンプ１１０は、スタンプ１１０の特徴１１４の底面１２１とパターニングされた層１０４の表面２２１との間に、中空の空間２１４をもたらすのに十分に大きい、深さＤの特徴を有しうる。
【００３５】
［００４０］  導電性ペーストによるインプリントリソグラフィのプロセスの一態様は、硬化処理（部分硬化又は完全な硬化）中に導電性ペーストがガスを放出することである。スタンプ１１０の特徴１１４の深さによってもたらされる中空の空間２１４は、材料がスタンプの特徴を完全に充填しないインプリントリソグラフィを引き起こす結果となる。したがって、ガスは放出される空間を有する。
【００３６】
［００４１］  導電性ペーストから放出されうるガスの量は、導電性ペースト内の材料の沸点、中空の空間の容積、硬化の程度、スタンプの更なる構造的特徴（例えば、図３を参照）、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって調整可能である。
【００３７】
［００４２］  例えば、導電性ペーストに材料を追加することが可能で、これにより粘度を増減させることができる。これは結果として、スタンプを分離する前に規定されうる又は規定される硬化時間の調整を可能にする。沸点の低い溶媒がレジストに添加されてもよく、例えば、硬化中に放出されるガスの量を増やすために、沸点の低い溶媒をレジストに滴定してもよい。中空の空間２１４の容積が増すと、中空の空間の圧力が高まるまでの時間が長くなりうるため、ガスの放出を弱めうる。また更に、図３に示したように、特徴１１４は、スタンプからガスを逃がすための開口部３１４又は穿孔を有しうる。また更なる実施例として、硬化は真空条件下、例えば、技術的真空下で起こることもあり、更に、特に開口部又は穿孔を有する中空の空間内のガス圧に影響しうる。
【００３８】
［００４３］  本開示の実施形態によれば、放出されたガスはスタンプの分離を促進するような方法で使用される。例えば、（１）放出されたガスが分離を促す時間と、（２）分離時の硬化の程度との間には、何らかの相互作用がありうる。スタンプの分離促進に影響するように相互作用しうる更なる態様は上述のとおりで、導電性ペーストの粘度、導電性ペースト内の材料の沸点、中空の空間の容積、硬化の程度、スタンプの更なる構造的特徴（例えば、図３を参照）、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの要素になりうる。
【００３９】
［００４４］  図２は特徴１１４を有するスタンプ１１０の実施形態を例示的に示し、特徴の深さは、導電性ペーストの層１０２にスタンプをインプリントしたとき、中空の空間２１４を有するように提供される。このようにスタンプは提供される。スタンプは、ベース本体及び、層にスタンプをインプリントしたときパターンを生成するための複数の特徴を含み、複数の特徴はベース本体によって支持され、複数の特徴の少なくとも１０％は、インプリントリソグラフィ中に中空の空間を生成するため、５以上のＤ／Ｗ比をもたらす特徴の幅Ｗと特徴の深さＤを有する。本書に記載の他の実施形態と組み合わされうる本開示のなお更なる実施形態によれば、インプリントリソグラフィによってもたらされる導電性材料のパターンは、本書に記載のように、電気メッキの更なる製造プロセスにさらされうる。電気メッキは、パターンの特徴の上に更なる導電性材料を成長又は堆積させる。したがって、インプリントリソグラフィによって製造され、パターニングされた層は、更なる製造プロセスのシード層になりうる。
【００４０】
［００４５］  本書に記載のように、１つの方向の特徴の幅はこの方向の最大寸法である。同様に、特徴の深さが最大であれば、それが特徴の深さとなる。マルチレベルのスタンプ設計に関しては、１つの特徴は、同じ方向に２つ以上の幅及び２つ以上の深さを有しうる。例えば、円筒形の特徴の幅は一般的に直径であり、円筒形の特徴の深さは一般的に各円筒形の高さになる。更なる実施例として、矩形の特徴の幅と高さは、一般的に対応する矩形の直方体の寸法によって提供される。
【００４１】
［００４６］  図３は、本開示の一実施形態によるスタンプ１１０の更なる実施例を示す。図３は、スタンプ１１０が導電性ペーストにインプリントされた後、基板１００の上にパターニングされた層１０４を示す。スタンプ１１０の特徴の深さは、パターニングされた層１０４と特徴のボタン表面との間に中空の空間２１４を有するように十分に大きい。本書に記載の他の実施形態と組み合わされうる本開示の一部の実施形態によれば、中空の空間２１４は開口部３１４を介して別の領域と流体連通しうる。例えば、開口部３１４は、特にスタンプ１１０のベース本体内の穿孔になりうる。本開示の実施形態によれば、開口部、例えば、ベース本体内の複数の開口部は、中空の空間との間でガスの流出入を可能にするように構成されうる。
【００４２】
［００４７］  開口部３１４又は穿孔は、硬化時に導電性ペーストから放出されるガスを逃がすことができる。幾つかの実施形態によれば、開口部３１４はスタンプ１１０のベース本体を通って延在することができる。したがって、開口部は中空の空間２１４とスタンプ１１０の外側の領域との間に流体連結を設けることができる。例えば、技術的真空下で行われるパターニングに関しては、スタンプの外側の領域は１０ｍｂａｒ以下、或いは１ｍｂａｒ以下の圧力を有する。
【００４３】
［００４８］  幾つかの実施形態によれば、開口部３１４（又は穿孔）のサイズは５０μｍから５００μｍまでの範囲になりうる。更なる実施形態によれば、特徴の中空の空間２１４に対して流体連結される２つ以上の開口部３１４は、共通のチャネル又は共通の更なる中空の空間へ、特に、特徴の中空の空間２１４の容積よりも少なくとも１００倍（又は、１００００倍も）大きい容積を有する更なる中空の空間へと開いていてもよい。
【００４４】
［００４９］  上述のように、インプリントリソグラフィプロセス中にインプリントされた層の硬化中又は事前硬化中に起こる、導電性ペーストからのガスの放出に影響を及ぼすには、複数のオプションがある。例えば、特徴の形状、材料組成などに関して所望の通りにパターニングした層を提供するため、これらのオプションは他のオプションと組み合わせて、導電性ペーストのガス放出を調整することができる。更に、図４Ａ及び図４Ｂに関して説明されているように、オプションは追加的に又は代替的に組み合わせて、基板からのスタンプの分離を支援することができる。
【００４５】
［００５０］  図４Ａはベース本体１１２を有するスタンプ１１０を示す。パターニングされた層１０４を生成するため、スタンプ１１０は導電性ペーストの層に部分的にインプリントされる。例えば、パターニングされた層１０４は基板上に提供されうる。本書に記載の他の実施形態と組み合わされうる幾つかの実施形態によれば、導電性ペーストの層又はパターニングされた層が基板の上に、或いは基板の上方に提供されうる。特に、層は基板に直接接触するように提供可能であり、或いは、一又は複数の更なる層は、基板と導電性ペーストの層との間に（結果としてデバイスのパターニングされた層に）提供されうる。
【００４６】
［００５１］  図４Ａに示したように、中空の空間２１４がパターニングされた層１０４の上方に提供される。スタンプの特徴の凹部は、導電性ペーストによって完全には充填されていない。図４Ａは、スタンプの上面と基板との間に小さな空間を有する状況を示している。図４Ｂは、ベース本体１１２を有するスタンプ１１０が導電性ペースト内に完全にインプリントされている状況を示す。スタンプの上面は、構造体又は導電性ペーストの下の層、例えば、図４Ｂに示したように基板１００に接触する。加えて、図４Ｂに示した状況は、導電性ペーストとスタンプ１１０との間に中空の空間２１４を有する。中空の空間２１４は、導電性ペーストからのガスの放出を可能にする。ガスの放出は、中空の空間２１４内の圧力を高める。例えば、導電性ペーストからのガスの放出によって引き起こされる圧力は、スタンプの特徴の少なくとも１０％、具体的にはスタンプの特徴の少なくとも５０％、更に具体的には、スタンプの特徴の少なくとも９０％の中空の空間内で増大する。中空の空間内の圧力は、矢印４０２で示した力をもたらし、基板１００からのスタンプ１１０の分離を支援するか、スタンプ１１０を分離しうる。
【００４７】
［００５２］  本開示の実施形態によれば、圧力、及びその結果として、基板からスタンプを分離する際に分離方向に作用する力は、中空の空間の容積を小さくすること、導電性ペーストの粘度を小さくすること、硬化時間を長くすること、導電性ペーストに沸点の低い溶媒を添加すること、穿孔のサイズを小さくすること（又は、穿孔を設けないこと）、或いはこれらの組み合わせによって、増強することができる。本開示の実施形態によれば、圧力、及びその結果として、基板からスタンプを分離する際に分離方向に作用する力は、中空の空間の容積を大きくすること、導電性ペーストの粘度を大きくすること、硬化時間を短くすること、導電性ペーストに沸点の低い溶媒の添加量を減らすこと、穿孔のサイズを大きくすること（又は、穿孔を設けること）、或いはこれらの組み合わせによって、軽減することができる。上記に照らして、本開示の実施形態は、インプリントリソグラフィプロセスの改良のため、スタンプに作用する所定の、又は所望の力を提供することができる。
【００４８】
［００５３］  追加的に又は代替的に提供されうる、インプリントリソグラフィプロセス、例えばＳＡＩＬプロセスの更なる詳細は、図５に例示的に示される。本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、インプリントリソグラフィの方法及びインプリントリソグラフィのスタンプは、ロールツーロールプロセス（Ｒ２Ｒプロセス）に含まれうる、及び／又はロールツーロールプロセス（Ｒ２Ｒプロセス）で利用されうる。インプリントステーションは、ローラ５１０の軸５１４の周りに回転できるローラ５１０を含みうる。図５は矢印５１２によって回転を示す。ローラ５１０が回転すると、ローラに取り付けられた、又はローラの一部分であるスタンプ１１０のパターンは、導電性ペーストの層１０２にインプリントされる。
【００４９】
［００５４］  図５で示されるように、ローラ５１０は、その上に設けられている、或いはローラの一部分であるスタンプ１１０を有する。ローラ５１０と例えば別のローラ５０２との間の間隙を通して基板１００を動かしたとき、スタンプ１１０のパターンが層１０２内にエンボス加工される。結果として、パターニングされた層１０４ができる。矢印５０３は、他のローラ５０２の軸５０４の周りの他のローラ５０２の回転を示す。図５の矢印１０１は、ローラ５１０とローラ５０２との間の間隙を通る基板１００の動きを示す。ローラは矢印５０１２及び矢印５０３によって示されているように回転する。例えば、本開示の幾つかの実施形態によれば、矢印１０１に沿った基板の移送速度は、半径方向に交差する方向の速度、すなわち、ローラの接線速度と同様になる。
【００５０】
［００５５］  本開示の実施形態によれば、Ｒ２Ｒ装置にはインプリントリソグラフィが提供可能で、インプリントフォトグラフィは導電性ペーストで行われ、特に、導電性ペーストは製造されるデバイスの機能的な層になっている。導電性ペーストの層にスタンプ又はインプリントローラをインプリント又はエンボス加工する前に、導電性ペーストが基板に接して、又は基板の上方に提供される。
【００５１】
［００５６］  図５は、基板１００に接して、又は基板１００の上方に導電性ペーストを塗布する堆積ユニット５４４を示す。導電性ペーストを塗布することによって、導電性材料の層１０２を準備する。例えば、一又は複数の堆積ユニット５４４は、メニスカス被覆、スロットダイ被覆、ドクターブレード被覆、グラビア被覆、フレキソ被覆、スプレー被覆を用いて、層１０２を被覆することができる。導電性ペーストの層１０２が堆積した後、層１０２にパターンをエンボス加工してパターニングされた層１０４を生成するため、スタンプ１１０が使用される。
【００５２】
［００５７］  本書に記載の他の実施形態と組み合わされうる本開示の幾つかの実施形態によれば、インプリントされた導電性ペーストは硬化ユニット５３２によって硬化される。硬化ユニット５３２は、発光ユニット、及び、層でのスタンプのインプリント中に層を硬化するように構成された加熱ユニットからなる群から選択可能で、発光５３３が行われる。例えば、発光ユニットはＵＶ光で、特に４１０ｎｍ〜１９０ｎｍの範囲の波長で発光する。別の実施例の発光ユニットはＩＲ光で、特に９〜１１マイクロメートルの範囲の波長（ＣＯ２レーザー）で発光する。別の実施例の発光ユニットは、ＩＲからＵＶまでの幅広い光で、特に３マイクロメートルから２５０ｎｍまでの波長で発光する。この発光は、光学フィルタを使用して、黒体放射の一部だけを選択するようにフィルタ処理されうる。
【００５３】
［００５８］  本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせうる更なる実施形態によれば、オプションにより、基板処理の結果を評価する光学的測定ユニットが提供されうる。
【００５４】
［００５９］  図５は硬化ユニット５３２を示す。硬化ユニット５３２は、スタンプ１１０が導電性ペーストの層にインプリントされる間に、導電性ペーストを部分的に又は完全に硬化するように構成されている。本開示の実施形態によれば、硬化の程度は、硬化ユニットの強度、例えば、光の強度又は熱放出の強度によって、調整可能である。追加的に又は代替的に、硬化の程度は、ローラ５１０と基板１００の回転速度によって調整可能である。
【００５５】
［００６０］  硬化ユニット５３２による部分硬化の場合には、第２の硬化ユニット５３４が硬化ユニット５３２の下流に設けられ、第２の発光５３５が行われる。第２の硬化ユニット５３４は、部分硬化しているパターニングされた層１０４を完全に硬化することができる。
【００５６】
［００６１］  本開示の実施形態によれば、導電性ペーストがインプリントリソグラフィによってインプリントされる。インプリントされた材料、例えば、レジスト材料は製品の永続的な部分となりえ、堆積膜を形成する。本書に記載の実施形態は、スタンプによって直接インプリントされる、基板上のパターニングされた層について言及している。すなわち、パターニングされた層は、製品の永続的な部分を形成し、また、製造されたデバイスの層スタックの一部になる堆積膜を形成する。本開示の実施形態によれば、パターニングされた層１０４は、デバイス内の機能的な層を形成する。
【００５７】
［００６２］  図６は、本開示の実施形態による、インプリントリソグラフィでパターニングする方法のフロー図を示している。ボックス６０２によって示されているように、導電性ペーストの層が提供される。導電性ペーストは０．３Ｐａ・ｓ以上の粘度を有する。導電性ペーストは、本方法によって製造されうるデバイスに機能的な層を形成するように構成されている。ボックス６０４によって示されているように、方法は、導電性ペーストのパターニングされた層を生成するため、導電性ペーストの層でのスタンプのインプリンティング又はエンボス加工を含む。ボックス６０６は更に、パターニングされた層の完全な又は部分的な硬化を示す。本開示の他の実施形態と組み合わされうる幾つかの実施形態によれば、スタンプはパターニングされた層から分離され、硬化中に導電性ペーストからスタンプの特徴の中空の空間へ放出されたガスの圧力は特に、スタンプの分離を支援するか、基板のパターニングされた層からスタンプを分離しうる。本開示の他の実施形態と組み合わされうる、なお更なる実施形態によれば、ボックス６０４は、導電性ペーストの層でのスタンプのインプリンティング又はエンボス加工、特に、導電性ペーストの部分的な硬化、及び導電性ペーストの層からのスタンプの分離を含みうる。
【００５８】
［００６３］  本開示の実施形態は、例えば、小さな特徴サイズが提供されうるデバイスの機能的な層を形成する、インプリントリソグラフィによる導電性ペーストのインプリンティングと、中空の空間を考慮して特徴の深さを設けることによって、パターニングされた層の硬化中に導電性ペーストからガスの放出を可能することと、中空の空間に放出されたガスの圧力の増減、特に調整及び／又は制御を可能にするため、中空の空間に流体連結された中空の空間及び／又は開口部を設計することと、中空の空間の圧力により、スタンプ分離の力又はスタンプの分離を支援する力を提供することと、硬化後にパターニングされた層の残存物質を減らすことと、高アスペクト比での導電性材料のパターニングを可能にすることと、フレキシブル基板上での小さな特徴の製造を、特に高い生産性で可能にすることと、及び／又は、自己整合された導電層の製造を可能にすることとを含む、幾つかの利点を有する。
【００５９】
［００６４］  以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１Ａ】
2019527938.tif 000003
【図１Ｂ】
2019527938.tif 000004
【図２】
2019527938.tif 000005
【図３】
2019527938.tif 000006
【図４Ａ】
2019527938.tif 000007
【図４Ｂ】
2019527938.tif 000008
【図５】
2019527938.tif 000009
【図６】
2019527938.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月2日(2019.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリントリソグラフィによるパターニングの方法であって、
基板上に１．５Ｐａ・ｓ以上の粘度を有する導電性ペーストの層を提供すること、
前記導電性ペーストの前記層にスタンプをインプリントして、前記導電性ペーストのパターニングされた層を生成すること、
前記パターニングされた層を完全に又は部分的に硬化すること、並びに、
前記パターニングされた層から前記スタンプを分離すること、を含む方法。
【請求項２】
前記導電性ペーストは、１００Ｐａ・ｓ以上の粘度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スタンプは前記パターンを生成するための複数の特徴を有し、前記特徴の少なくとも１０％は前記導電性ペーストの前記層の厚さよりも大きな特徴深さを有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記特徴深さは前記導電性ペーストと前記スタンプとの間に中空の空間をもたらす、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記特徴の少なくとも１０％はそれぞれ、前記パターニングされた層を完全に又は部分的に硬化することによって生成されるガスのガス圧を低減するように構成された開口部を有する、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記中空の空間のガス圧を低減するように構成された開口部が設けられる、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記ガス圧は、前記パターニングされた層からの前記スタンプの分離を支援する力を生成する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
インプリントリソグラフィのためのスタンプであって、
ベース本体、及び、
層に前記スタンプをインプリントしてパターンを生成するための複数の特徴を備え、前記複数の特徴は前記ベース本体によって支持され、前記複数の特徴の少なくとも１０％は、インプリントリソグラフィ中に中空の空間を生成するため、１．５以上のＤ／Ｗ比をもたらす特徴幅Ｗと特徴深さＤを有する、スタンプ。
【請求項９】
前記中空の空間との間でガスの流出入を可能にするように構成された前記ベース本体の複数の開口部を更に備える、請求項８に記載のスタンプ。
【請求項１０】
前記複数の特徴は、側面、底面及び上面を備え、前記側面、前記底面及び前記上面のうちの少なくとも１つは被覆材によって被覆される、請求項８又は９に記載のスタンプ。
【請求項１１】
ロールツーロール基板処理装置のインプリントローラであって、
請求項８から１０のいずれか一項に記載のスタンプを備え、前記インプリントローラの表面に前記複数の特徴が提供される、インプリントローラ。
【請求項１２】
請求項８から１０のいずれか一項に記載のスタンプを備える、基板処理装置。
【請求項１３】
前記スタンプはロールツーロール処理のために構成されたローラの表面に提供される、請求項１２に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記層に前記スタンプをインプリントする間に前記層を硬化するように構成された発光ユニット及び加熱ユニットからなる群から選択された硬化ユニットを更に備える、請求項１２又は１３に記載の基板処理装置。
【国際調査報告】
2019527938.tif 000011
2019527938.tif 000012